Электровибрационный вискозиметр

 

О П И C А "Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Распублми 1651234

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свил-ву(5I) М. Кл. (22) Заявлено 16,02.77 (21) 2453192/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Э 01 N 11/16

Гесударетаеннв|й кемктет

СССР на делан нзобретеннй

N OTKPblfNN

Опубликовано 05.03.79Бюллетень №

Дата опубликования описания 08.03.79 (53) УЙ)С 532.137 (088.8) Г. А. Ростомашвили, Т. И. Сигуа, Г. У. Николайшвили и Г. Г. Карбовский (72) Авторы изобретения

Институт металлургии им. 50 летия СССР АН ГССР и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт автоматизации производственных процессов в промышленности (71) Заявители (5 1) ЭЛЕКТРОВИБРАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к технике измерения физико-химических свойств, в частности вязкости материалов, находящихся в жидком состоянии, и может быть применено в металлургической и химической промышленности.

Известен вибрационный вискоэиметр, содержащий вибратор, виброизмеритель, щуп, генератор звуковой частоты, стабилизатор и указательный прибор, причем генератор обеспечивает ввод вибратора в режим резонанса для получения максимального сигнала с датчика P3 .

Недостатком известного вибрационного вискозиметра является низкая чувствительность датчика и недостаточная точность измерений.

Ближайшим техническим средством является электровибрапионный вискоэиметр, содержащий генератор системы возбуждения, вибратор, датчик системы съема, усилитель измерительной системы и измеритель напряжения(23 .

Недостатками известного устройст ва являются низкая чувствительность дагчика иэ-эа применения массивного щупа; неустойчивость обеспечения резонанса вибратора, вызываемая девиацией частоты звукового генератора или нестабильностью и неустойчивостью электронной схемы обратной связи по частоте резонанса; частичная компенсация выходного сигнала усилителем напря1п жения, сужающая диапазон измерения; применение специальных источников для питания отдельных элементов электронных схем, требующее постоянного контроля и подстройки электронных схем.

Пель предлагаемого изобретения— повышение чувствительности и точности измерений вязкости жидкостей.

Она достигается эа счет того, что система возбуждения вискоэиметра дополнительно снабжена формирователем цлительности импульсов. а иэмерительная система — целителем напряжения, своим . выходом подключенным к одно651234

55 му иэ входов измерителя напряжения, а своим входом подключенным через два последовательно соединенных сопротивления к источнику питания, при этом выход первсго сопротивления соединен с выходом усилителя, фзрмирователь длительносж импульсов подклю1 чен к выходу генератора систел»ы возбуждения, & датчик: системы съема шарнирно соединен с вибратором, при этом оси вибратора и датчика разнесены и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Нв фиг. 1 дана схема электровибрационпого вискоэиметра; на фиг. 2 а— кривая зависимости сигнала на выходе выпрямителя от вязкости; на фиг. 2 бэависимость показаний измерителя от вязкости.

Предлагаемый вискозиметр содержит генератор 1 эталонной частоты. имеющий внутренний делитель для подстройки частоты, формирователь 2 длительности импульсов, вибратор 3, датчик

4, усилитель 5, трансформатор 6, выпрямитель 7 с фильтром С, целитель

8 напряжспия с сопротивлениями

R» и Рй, измеритель 9 напряжения и тигель 10 с контролируемой жидкоспао.

Предлагаемый вискозиметр работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает эталонную частоту, которая внутренним делителем выбирается равной собственной резонансной частоте вибратора 3, жестко укрепленного при помощи стальных консольных пружин на подвижной раме.

Импульсы с генератора 1 поступают в формирователь 2 длительности импульсов, который обеспечивает формированис коротких импульсов с большой скважностью для ударного возбуждения вибратора 3 через обмотку возбуждения, что нв 20% повышает амплитуду колебаний вибратора.

Ось вибратора с одной стороны является контрольным щупом, а другой стороной через шарнирное соединение возбуждает ось датчика 4, расположенную перпендикулярно оси вибрвтора.

Такое расположение датчика позволило облегчить ось вибратора, за счет чего была достигнута высокая чувствительность без применения расширяющих наконечников, ведущих к искажению формы сигнала и его нелинейности.

Выход датчика 4 подключен ко входу усилителя 5, на выходе которого

»5

40 подключен трансформ втор 6 для развязкии цепей питания усилителя 5 и выпрямителя 7, подключенного к выходу трансформатора 6. Зля устранения пульсаций в выпрямителе 7 используется емкостной фильтр С.

Напряжение с выхода выпрямителя

7 поступает на один вход измерителя

9, нв другой вход которого подается напряжение с делителя 8 напряжения, охваченного через сопротивления Й» и Йя положительной обратной связью с усилителем 5, что обеспечивает устой- чивую работу схемы при колебаниях напряжения питания Еп . Лелитель 8 напряжения обеспечивает подачу напряжения смещения Uc,y равного максимальному резонансному сигналу U q на выходе выпрямителя 7 при отсутствии контролируемого сигнала цля обеспечения прял»о пропорциональной зависимости показаний измерителя 9 от вязкости контролируемой жидкости.

При погружении щупа в тигель 10 с контролируемой жидкостью обратно пропррционально вязкости уменьшается амплитуда вибрации вибратора 3, что вызывает соответствующее уменьшение Оеьи (фиг. 2 а), при этом разность напряжений а0=0см -Овод, прямо пропорциональная коэффициенту вязкости q, преобразуется в И показания измерения 9 (фиг. 2 б).

В вискоэиметре применены кварцевый генератор 2Г1 на 4. кГц, делитель на декадах 2Дк1 и ждуший мультивибратор

МвЖЗ1 из комплекса Спектр-2 системы КТС ЛИУС. Обмотка возбуждения вибратора имеет 4000 витков. В качестве датчика использована индуктивная головка звукоснимателя, но могут быть применены тензо- или пьезоголовки.

Низкочастотный усилитель, построенный на транзисторах МП39 и МП42, имеет три каскада с суммарным коэффициентом усиления 20. Выходной сит— нал равен 10 В.

В качестве измерителя использован цифровой вольт ампер-омметр типа

Ш387 класса 0,02.

Пределы измерения вискозил»етраот 0,1 до 100 пз.

Б процессе измерения была достпг гу-. тв высокая разрешающая способность х 0.05%.

6; 1234

1S

8 фиг. 2

Составитель H. Плотникова

Редактор Б. Павлов Техред С. Мигай Корректор A. Кравченко

Заказ 795/40 Тираж 1089 Подписное

11НИИПП Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 11ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для обеспечения высокой точности измерения перемещение подвижной рамы (погружение щупа) контролируется микрометром.

Уменьшение веса вибрирующей части вискоэиметра, стабилизация собственной резонансной частоты вибратора и линеаризация выхода датчика обеспечивают высокую чувствительность и точность измерения, устойчивость показаний и позволяют использовать предлагаемый вискозиметр для непрерывных измерений с высокой производительностью.

Формула изобретения

Электровибрационный вискозиметр, содержащий генератор системы возбуждения, вибратор, датчик системы съема, усилитель измерительной системы, измеритель напряжения, о т л и ч а к

m и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения. система возбуждения дополнительно снабжена формирователем дли тельности импульсов, а измерительная система — делителем напряжения, своим выходом подключенным к одному из вхоцов измерителя напряжения, а своим входом подключенным через цва послецовательно соединенных сопротивления к источнику питания, при этом выход первого сопротивления соединен с выхоцом усилителя, формирователь длительности импульсов подключен к вьiхоцу генератора системы возбужцения, а датчик системы съема шарнирно соединен с вибратором, при этом оси вибратора и датчика разнесены и расположены во взаимно перпенцикулярных плоскостях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 175725, кл. G 01 N 11/16, 1965.

2. Соловьев A. Н., Каплун A. Б.

Вибрационный метод измерения вязкости жидкостей, Новосибирск, Наука", 1970. с. 33.